一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材及其制备方法与流程

本发明属于建筑防水，具体涉及一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材及其制备方法。

背景技术：

1、作为国家着力进行能源结构转型的体现，光伏分布式发电成为发展新方向。据机构预测，到2060年，我国非化石能源占能源结构的比例将会达到70％，其中，应用最为光伏的屋面光伏分布式发电。分布式光伏应用场景较多，如工业厂房、市政等公共建筑、商业建筑、农村、边远农牧区及海岛，当前以工业厂房应用较多。屋面主要有：金属屋面、混凝土平屋面、瓦片坡屋面，屋顶分布式光伏在均可上述屋面中应用。

2、屋面光伏施工会影响到原有防水层。当前光伏支架安装工艺多为穿透式，这将对原有防水层造成破坏，打孔处处理不善将造成渗漏。若为金属屋面，则施工过程或导致金属屋面接缝处松动，造成渗漏。对当前屋顶光伏主要应用的工厂厂房而言，一旦漏水严重会使得厂房营业停业，造成经济损失。光伏电站运行寿命通常为25年，而我国当前防水质保期只有5年，实际使用过程中数年即渗漏的现象比比皆是，对于存量屋顶来说，漏水和漏水隐患已成为重要问题。

3、高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者共混材料为基本原料，加入适量的化学助剂和填充剂等，经过混炼、塑炼、压延或挤出成型、硫化、定型等工序加工制成的片状可卷曲的防水材料。高分子卷材主要包括epdm(三元乙丙)防水卷材、pvc(聚氯乙烯)防水卷材、cpe(氯化聚乙烯)防水卷材、tpo(热塑性聚烯烃)防水卷材和hdpe(高密度聚乙烯)防水卷材等多个品种，其中epdm、pvc、tpo三种适合外露式使用于建筑屋面，但现有的防水规范使用年限在20年。

4、因此，亟需开发一种光伏屋面用防水卷材，实现防水卷材使用寿命25年以上，与光伏组件同寿命，同时，易维修，价格适中。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种耐热、耐候性好，使用年限≥25年，防水卷材表面产生极高的日光反射率(高于80％)，形成冷屋面效果，可提升光伏组件的发电效率。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，所述聚烯烃防水卷材自下而上依次包括0.6mm-0.9mm的隔热底层、0.3mm-0.6mm的中间加强层、0.6mm-0.9mm的高反射面层。

4、上述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，作为一种优选的实施方案，所述隔热底层包括下述重量份的原料：聚丙烯10-30份、回收再生料10-20份、改性剂1-3份、弹性体20-40份、填料5-15份、荧光粉1-3份、金属钝化剂0.2-0.5份、抗氧剂0.5-1.0份、气凝胶5-10份。

5、上述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，作为一种优选的实施方案，

6、所述聚丙烯为聚丙烯m800e；其熔流率为7.58g/10min(230℃/2.16kg，gb/t3682.1)。

7、所述回收再生料为pp和pe类热塑性聚烯烃回收再生料，所述回收再生料的熔流率为3.0-10.0g/10min(230℃/2.16kg，astm d1238)；

8、所述改性剂为改性剂a-490，生产厂家：深圳金大全科技有限公司，所述改性剂的熔流率≥100/10min；

9、所述弹性体为弹性体poe6102，所述弹性体的熔流率≥3.0g/10min(230℃/2.16kg，astm d1238)。

10、所述填料为硫酸镁晶须；

11、硫酸镁晶须为填料不仅提高了片材的拉伸性能，同时，提高了片材的阻燃性能。硫酸镁晶须是一种新型无机阻燃、增强纤维材料呈单晶结构。

12、所述荧光粉为eu-β-二丙酮-三苯基磷。

13、所述金属钝化剂为巴斯夫basf irganox md 1024。

14、使用金属钝化剂阻止金属离子特别是铁离子对聚烯烃降解的催化效应，从而显著改进聚烯烃与金属接触时的长期热稳定型及色质稳定性。

15、所述抗氧剂为巴斯夫basf irgafos抗氧剂168；巴斯夫basf irgafos抗氧剂168是耐水解亚磷酸盐加工稳定剂，作为一个辅助抗氧剂，其与聚合物加工过程中自然氧化形成的氢过氧化物反应，阻止聚合物加工降解并延长主抗氧化剂的使用性能。

16、所述气凝胶为二氧化硅气凝胶粉末，所述气凝胶的导热系数为0.0018w/m·k。

17、气凝胶是指通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。

18、复合使用回收再生料(pe和pp)和改性剂，通过改性剂对回收再生料的改性，在不影响底层片材性能的同时，降低底层片材的成本，提高了回收再生料的固碳年限。

19、通过在底层片材中使用荧光粉，使片材在紫外光光线作用下呈现荧光，可以检验生产复合片材密实，如面层荧光出现荧光，应调整工艺参数，也可以判断现场是否有穿孔或接缝搭接错误。

20、上述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，作为一种优选的实施方案，所述中间加强层为聚酯网格布。

21、上述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，作为一种优选的实施方案，所述高反射面层包括下述重量份的原料：聚丙烯10-30份、聚乙烯10-20份、弹性体20-40份、填料5-15份、重晶石5-8份、金属钝化剂0.2-0.5份、抗氧剂0.5-1.0份、光稳定剂0.5-1.0份、色母2-5份。

22、复合使用光稳定剂和抗氧剂，提高了面层片材的耐候和耐热性能，光稳定剂通过吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，抗氧剂可终止自由基链，从而阻止聚合物的氧化降解，延长产品的使用寿命。

23、上述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，作为一种优选的实施方案，

24、所述聚丙烯为聚丙烯m800e，所述聚丙烯的熔流率为7.58g/10min(230℃/2.16kg，gb/t 3682.1)；

25、所述聚乙烯为线型低密度聚乙烯；线性低密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度为0.918～0.935g/cm3。它与ldpe相比，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等而广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用品等领域。

26、所述弹性体为poe6102，所述弹性体的熔流率为3.0g/10min；

27、所述填料为硫酸镁晶须；

28、所述重晶石为硫酸钡；

29、所述金属钝化剂为basf irganox md 1024；

30、所述抗氧剂为巴斯夫basf irgafos抗氧剂168；

31、所述光稳定剂为索尔维b882t；

32、所述色母为白色母，牌号是se8170，钛白粉含量70％。

33、本技术的第二方面，提供一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材的制备方法，包括以下步骤：

34、(1)制备隔热底层片材：

35、将所述隔热底层所含各原料混合均匀，经双螺杆挤出机挤压成型，得隔热底层片材；

36、(2)制备高反射面层片材：

37、将高反射面层所含各原料混合均匀，经双螺杆挤出机挤出成型得高反射面层片材；

38、(3)经三辊压光机将隔热底层、中间加强层、高反射面层压光复合，制得光伏屋面用聚烯烃防水卷材。

39、上述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材的制备方法，作为一种优选的实施方案，步骤(1)中，双螺杆挤出机工作时的筒机温度为180℃-185℃，挤出物料的模头温度为180℃-190℃，挤出物料的牵引速度为4.5m/min。

40、上述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材的制备方法，作为一种优选的实施方案，步骤(2)中，双螺杆挤出机工作时的筒机温度为185-190℃，挤出物料的模头温度为180℃-190℃，挤出物料的牵引速度为4.5m/min。

41、本发明的有益效果为：本发明所述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，通过复合隔热底层和高反射面层，使聚烯烃片材在屋面上的表面温度大大降低，形成冷屋面，而屋面温度每降低1℃可提升0.3％的发电效率。

42、本发明所述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，具有良好的焊接性能，其主要性能超过gb 27789-2011《热塑性聚烯烃(tpo)防水卷材》的标准要求，具有良好的耐热老化、耐化学性、耐候性。

43、本发明所述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材，在面层中采用重晶石母粒和色母，使面层片材有白色玻璃光泽，提高了面层片材的反射率，反射率达到92％左右，对于双玻bapv光伏板能大大提高了其光电效应。

44、本发明所述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材的隔热底层和面层不采用橡胶对聚烯烃进行改进，使用热塑性弹性体对聚烯烃进行改进，增加了卷材的使用寿命。因橡胶中一般含有软化油，会降低防水卷材的耐老化性，降低其使用年限。

45、本发明所述一种光伏屋面用聚烯烃防水卷材制备工艺简便，生产可在常压条件下进行，无三废排放。